JPH0746058B2 - 空気流量検出器 - Google Patents
空気流量検出器Info
- Publication number
- JPH0746058B2 JPH0746058B2 JP60216158A JP21615885A JPH0746058B2 JP H0746058 B2 JPH0746058 B2 JP H0746058B2 JP 60216158 A JP60216158 A JP 60216158A JP 21615885 A JP21615885 A JP 21615885A JP H0746058 B2 JPH0746058 B2 JP H0746058B2
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- Japan
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- constant current
- output
- flow rate
- resistor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、エンジンの吸入空気を検出する空気流量検出
器、特に２つの感温抵抗体を利用した空気流量検出器に
関する。
器、特に２つの感温抵抗体を利用した空気流量検出器に
関する。
自動車エンジン制御用デイジタル出力形の空気流量検出
器は、２つの感温抵抗体を利用する構成のもがある。こ
の従来例には、特開昭55−104523号，特開昭55−51618
号，特開昭56−51619号，特公昭60−8329号がある。こ
れらの従来の代表例を第４図に示す。吸入空気測定路に
２つの感温抵抗体20,21を設置し、この抵抗体20と21、
及び外部抵抗22と23とでブリツジ回路を構成する。感温
抵抗体21は空気の流量に相当する値を熱伝達分として検
出する抵抗体（熱線）、感温抵抗体20は流入空気の温度
変動に対して補償すべく強制的に加熱される抵抗体であ
る。
器は、２つの感温抵抗体を利用する構成のもがある。こ
の従来例には、特開昭55−104523号，特開昭55−51618
号，特開昭56−51619号，特公昭60−8329号がある。こ
れらの従来の代表例を第４図に示す。吸入空気測定路に
２つの感温抵抗体20,21を設置し、この抵抗体20と21、
及び外部抵抗22と23とでブリツジ回路を構成する。感温
抵抗体21は空気の流量に相当する値を熱伝達分として検
出する抵抗体（熱線）、感温抵抗体20は流入空気の温度
変動に対して補償すべく強制的に加熱される抵抗体であ
る。
第４図で差動アンプ24はブリツジ回路の出力を取込み、
Ｖ−Ｆ変換器25,分周器26,モノマルチ27,トランジスタ2
8を介してブリツジ回路がバランスするようにフイード
バツク制御する。このバランスは、抵抗20,21,22,23の
抵抗値をRc,Rh,R22，R23とすると、 Rh・R22＝Rc・R23 ……（１） となる。
Ｖ−Ｆ変換器25,分周器26,モノマルチ27,トランジスタ2
8を介してブリツジ回路がバランスするようにフイード
バツク制御する。このバランスは、抵抗20,21,22,23の
抵抗値をRc,Rh,R22，R23とすると、 Rh・R22＝Rc・R23 ……（１） となる。
この従来例は、感温抵抗体を制御するフイードバツク系
の中に、Ｖ−Ｆ変換器25を使用する。Ｖ−Ｆ変換器は、
CR時定数回路を使用しているため、応答遅れを発生し、
本来のフイードバツク制御を精度よく達成できない欠点
を持つ。
の中に、Ｖ−Ｆ変換器25を使用する。Ｖ−Ｆ変換器は、
CR時定数回路を使用しているため、応答遅れを発生し、
本来のフイードバツク制御を精度よく達成できない欠点
を持つ。
本発明の目的は、高速応答性を可能とする流量検出器を
提供することにある。
提供することにある。
本発明は、感温抵抗体に定電流を流した時、その感温抵
抗体を所定の温度に加熱するまでに要する時間を検知し
てデイジタルの出力信号を得る構成とした。これによ
り、電子回路の応答遅れ要因を排除することを可能にす
る。
抗体を所定の温度に加熱するまでに要する時間を検知し
てデイジタルの出力信号を得る構成とした。これによ
り、電子回路の応答遅れ要因を排除することを可能にす
る。
〔発明の実施例〕 第１図は本発明の流量検出器の実施例図である。この流
量検出器は、定電流源1,感温抵抗体2,被検出空気温度検
出器3,比較器4,モノマルチ5,定電流切換回路6,定電流設
定回路７より成る。
量検出器は、定電流源1,感温抵抗体2,被検出空気温度検
出器3,比較器4,モノマルチ5,定電流切換回路6,定電流設
定回路７より成る。
感温抵抗体２は、第４図の感温抵抗体21に相当し、温度
検出器３の抵抗32は第４図の感温抵抗体20に相当する。
検出器３の抵抗32は第４図の感温抵抗体20に相当する。
定電流源１は差動アンプA1,抵抗11より成る。温度検出
器３は差動アンプA3,感温抵抗体32,抵抗31より成る。
器３は差動アンプA3,感温抵抗体32,抵抗31より成る。
モノマルチ５は、抵抗51,52,53,54,55,コンデンサ56,5
7,差動アンプA5,インバータＩより成る。
7,差動アンプA5,インバータＩより成る。
切換回路６は、抵抗61とトランジスタＴより成る。定電
流設定回路７は、抵抗71,72により成る。
流設定回路７は、抵抗71,72により成る。
定電流設定回路７及びモノマルチ５の電源Vccは基準電
源である。
源である。
次に動作を説明する。
第１図で、感温抵抗体２の加熱電流である定電流源１の
出力電流Ihは、定電流設定回路７の出力をVcとすると
き、 となる。R11は抵抗11の抵抗値である。尚、定電流設定
回路７は、VcがVoかのいずれかの出力を出す。トランジ
スタＴのOFFの時に抵抗71と72とで定まる分圧電圧がV
c、トランジスタＴのONの時に、このON抵抗値で概略決
まる降下分がVoとなる。Voはほぼ零電圧とみてよく、こ
のVo出力では定電流Ihの出力を回路１は発生しない。
出力電流Ihは、定電流設定回路７の出力をVcとすると
き、 となる。R11は抵抗11の抵抗値である。尚、定電流設定
回路７は、VcがVoかのいずれかの出力を出す。トランジ
スタＴのOFFの時に抵抗71と72とで定まる分圧電圧がV
c、トランジスタＴのONの時に、このON抵抗値で概略決
まる降下分がVoとなる。Voはほぼ零電圧とみてよく、こ
のVo出力では定電流Ihの出力を回路１は発生しない。
一方比較器４の入力端子電圧は、抵抗11の両端の電圧を
Veとすると（３），（４）式で示される。R31は抵抗31
の抵抗値である。
Veとすると（３），（４）式で示される。R31は抵抗31
の抵抗値である。
比較器４が動作する点ではV2＝V3であるから（３），
（４）式より（５）式の関係が成り立つ。
（４）式より（５）式の関係が成り立つ。
さらに基準温度をたとえば０℃における感温抵抗体Rh,R
cの抵抗体をRho,Rco、それぞれの温度係数をα、空気温
度をTa、感温抵抗体Rhの加熱温度をΔThとすると、Rh,R
cは（６）式で示され、（６）式を（５）式へ代入し
て、（７）式に示す加熱温度が求まる。
cの抵抗体をRho,Rco、それぞれの温度係数をα、空気温
度をTa、感温抵抗体Rhの加熱温度をΔThとすると、Rh,R
cは（６）式で示され、（６）式を（５）式へ代入し
て、（７）式に示す加熱温度が求まる。
従つてR11，R31,Rho,Rcoを適値に設定（R11Rco＝R31Rh
o）することによりΔThを常に一定にすることが出来
る。すなわち検出空気温度のTaの変化に影響を受けない
出力差電圧V3−V2を得ることができる。
o）することによりΔThを常に一定にすることが出来
る。すなわち検出空気温度のTaの変化に影響を受けない
出力差電圧V3−V2を得ることができる。
第１図、および第２図において検出空気流量が一定の時
の動作を説明する。はじめに、単安定マルチバイブレー
タ５の動作を説明する。差動増巾器A5の出力はOVからほ
ぼVccの電圧まで動作する。即ち、差動増巾器A5の入力
端子Ｖ＋は、A5の出力かがVccの時は、Vcc,Oの時は、 （但し、R51，R51，R52は抵抗51,52,53の抵抗値）とな
り、他方の入力端子Ｖ−は、A5の出力がVccの時は、抵
抗R53とR54，R55で分割決定される前述の より低い電圧に、又０の時はOVとなるように程抗R51〜R
55が設定されている。
の動作を説明する。はじめに、単安定マルチバイブレー
タ５の動作を説明する。差動増巾器A5の出力はOVからほ
ぼVccの電圧まで動作する。即ち、差動増巾器A5の入力
端子Ｖ＋は、A5の出力かがVccの時は、Vcc,Oの時は、 （但し、R51，R51，R52は抵抗51,52,53の抵抗値）とな
り、他方の入力端子Ｖ−は、A5の出力がVccの時は、抵
抗R53とR54，R55で分割決定される前述の より低い電圧に、又０の時はOVとなるように程抗R51〜R
55が設定されている。
尚、R54，R55は抵抗54,53の抵抗値である。
電源が投入されると、単安定マルチバイブレータ５の差
動増巾器A5の出力は、その入力端子電圧がＶ＋は 又はVcc,V−はOVであるためＶ＋＞Ｖ−となり、Vccとな
る。その後、Ｖ−は抵抗R55,ダイオードＤにより、急速
充電され、前述の抵抗R53とR54，R55で決定される電圧
となり、この状態で、単安定マルチバイブレータ５は安
定する。
動増巾器A5の出力は、その入力端子電圧がＶ＋は 又はVcc,V−はOVであるためＶ＋＞Ｖ−となり、Vccとな
る。その後、Ｖ−は抵抗R55,ダイオードＤにより、急速
充電され、前述の抵抗R53とR54，R55で決定される電圧
となり、この状態で、単安定マルチバイブレータ５は安
定する。
差動増巾器A5の出力がVccであるため、定電流切換回路
６のトランジスタＴは“OFF"する。その結果、定電流源
１の差動増巾器A1の入力電圧VcはVccを抵抗R71とR72で
分割した電圧となり、（２）式に示した加熱電流（定電
流）が感温抵抗体に流れる。この加熱電流により感温抵
抗体２の抵抗値Rhが加熱されて上昇するため、比較器４
の入力電圧V2は除々に上昇する。そしてT1の時間経過
後、V3の電圧と一致したところで比較器４の出力V4は
“High"から“Low"となる。その瞬間、単安定マルチバ
イブレータ５の差動増巾器A5の入力端子Ｖ＋は、Ｖ−よ
り低い電圧まで低下するため、差動増巾器A5の出力は０
となり、定電流切換回路６のトランジスタＴが“ON"
し、感温抵抗体２の加熱電流が０となる。差動増巾器A5
の出力が０となると共に、入力端子電圧Ｖ＋は、前述の となり、Ｖ−は、コンデンサC2が放電を開始する。そし
てT2の時間の後、Ｖ＋＞Ｖ−となり、再び初期状態に戻
り、以後この動作を配り返す。この結果（８）式に示す
流量信号である出力周波数を得ることが出来る。
６のトランジスタＴは“OFF"する。その結果、定電流源
１の差動増巾器A1の入力電圧VcはVccを抵抗R71とR72で
分割した電圧となり、（２）式に示した加熱電流（定電
流）が感温抵抗体に流れる。この加熱電流により感温抵
抗体２の抵抗値Rhが加熱されて上昇するため、比較器４
の入力電圧V2は除々に上昇する。そしてT1の時間経過
後、V3の電圧と一致したところで比較器４の出力V4は
“High"から“Low"となる。その瞬間、単安定マルチバ
イブレータ５の差動増巾器A5の入力端子Ｖ＋は、Ｖ−よ
り低い電圧まで低下するため、差動増巾器A5の出力は０
となり、定電流切換回路６のトランジスタＴが“ON"
し、感温抵抗体２の加熱電流が０となる。差動増巾器A5
の出力が０となると共に、入力端子電圧Ｖ＋は、前述の となり、Ｖ−は、コンデンサC2が放電を開始する。そし
てT2の時間の後、Ｖ＋＞Ｖ−となり、再び初期状態に戻
り、以後この動作を配り返す。この結果（８）式に示す
流量信号である出力周波数を得ることが出来る。
尚、モノマルチ５の温度ドリフトは無視できるほど小さ
い値となる。即ち、コンデンサ57に温度係数の小さいも
のを選び且つ抵抗51と52,53と54を同一材料にすること
により、温度ドリフトを回避することからできる。尚、
コンデンサの温度係数は０±30ppmのものを選ぶことは
簡単である。
い値となる。即ち、コンデンサ57に温度係数の小さいも
のを選び且つ抵抗51と52,53と54を同一材料にすること
により、温度ドリフトを回避することからできる。尚、
コンデンサの温度係数は０±30ppmのものを選ぶことは
簡単である。
第３図は、マイクロコンピユータを用いた自動車エンジ
ン制御システムの構成を示したものである。
ン制御システムの構成を示したものである。
このシステムは空気流量検出器AFSで検出した空気流量
信号と図示していないエンジン回路信号とをマイクロコ
ンピユータを備えたコントローラCUにとり込み、エンジ
ンへの燃料供給体であるインジエクタIN、点火プラグSP
の点火タイミングを制御するものであり、エアクリーナ
AFを介してとり込んだ空気は空気流量検出器AFSを備え
た通路AFSBを介してエンジンの吸気マニホールドIMへ導
くようにしてある。
信号と図示していないエンジン回路信号とをマイクロコ
ンピユータを備えたコントローラCUにとり込み、エンジ
ンへの燃料供給体であるインジエクタIN、点火プラグSP
の点火タイミングを制御するものであり、エアクリーナ
AFを介してとり込んだ空気は空気流量検出器AFSを備え
た通路AFSBを介してエンジンの吸気マニホールドIMへ導
くようにしてある。
自動車エンジンの吸込空気量は5kg/hから500kg/hとダイ
ナミツクレンジが広く、また、マイクロコンピユータの
取り込み電圧範囲は、０〜5Vが一般的である。そのた
め、分解能が悪く特に低流量時の感度は、空気流量１％
当たり数mVとなるため、高精度なシステムを得るには配
線抵抗による電圧降下に特に注意する必要がある。すな
わち第３図で、バツテリーBAと、空気流量検出器AFSの
電源θの配線にroの抵抗があり、AFSに流れる電流をIo
とすると、コントロールユニツトCUのとり込みVinは、A
FSから真の出力電圧Voに配線誤差Io・roが加わつた電圧
となり、Io・ro分のシステム精度の低下を招く。
ナミツクレンジが広く、また、マイクロコンピユータの
取り込み電圧範囲は、０〜5Vが一般的である。そのた
め、分解能が悪く特に低流量時の感度は、空気流量１％
当たり数mVとなるため、高精度なシステムを得るには配
線抵抗による電圧降下に特に注意する必要がある。すな
わち第３図で、バツテリーBAと、空気流量検出器AFSの
電源θの配線にroの抵抗があり、AFSに流れる電流をIo
とすると、コントロールユニツトCUのとり込みVinは、A
FSから真の出力電圧Voに配線誤差Io・roが加わつた電圧
となり、Io・ro分のシステム精度の低下を招く。
これに対し周波数信号を出力するデイジタル形では、コ
ントロールユニツトの取り込みは周波数となるため、Io
・ro分の誤差は含まなくなる。
ントロールユニツトの取り込みは周波数となるため、Io
・ro分の誤差は含まなくなる。
従つて本発明の効果は非常に大きいものである。
以上の実施例は特定の回路構成を使用したが、他の回路
構成（例えば、モノマルチ５の構成をオペアンプA5を使
用しない事例）によつても実現できる。
構成（例えば、モノマルチ５の構成をオペアンプA5を使
用しない事例）によつても実現できる。
本発明によれば、部品構成が少なく、かつ直接感温抵抗
体をスイツチング駆動するため応答性の良いデイジタル
出力形空気流量検出器を提供できる。
体をスイツチング駆動するため応答性の良いデイジタル
出力形空気流量検出器を提供できる。
第１図は本発明の実施例図、第２図はタイムチヤート、
第３図は本発明の適用例図、第４図は従来例図である。 １……定電流源、２……感温抵抗体、３……空気温度検
出器、４……比較器、５……モノマルチ、６……定電流
切換回路、７……定電流設定回路。
第３図は本発明の適用例図、第４図は従来例図である。 １……定電流源、２……感温抵抗体、３……空気温度検
出器、４……比較器、５……モノマルチ、６……定電流
切換回路、７……定電流設定回路。
Claims (1)
- 【請求項１】流入空気の流量検出用感温抵抗体と、該抵
抗体に定電流を供給する定電流源と、温度補償用感温抵
抗体を含み、上記流入空気の温度を検出する空気温度検
出器と、該検出器の出力と上記流量検出用感温抵抗体の
端子電圧とを比較する比較器と、該比較器の出力を受け
て該出力を一定時間保持するモノマルチバイブレータ
と、該モノマルチバイブレータの出力により上記定電流
源の電流値の発生を制御する定電流切換回路と、より成
る空気流量検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60216158A JPH0746058B2 (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 空気流量検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60216158A JPH0746058B2 (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 空気流量検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6279316A JPS6279316A (ja) | 1987-04-11 |
| JPH0746058B2 true JPH0746058B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=16684200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60216158A Expired - Fee Related JPH0746058B2 (ja) | 1985-10-01 | 1985-10-01 | 空気流量検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746058B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009000691A1 (de) | 2008-02-08 | 2009-08-27 | DENSO CORPORATION, Kariya-shi | Signalverarbeitungssystem für Strömungsmesser |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3135245B2 (ja) * | 1990-03-19 | 2001-02-13 | 株式会社日立製作所 | パルス出力型熱線式空気流量計 |
| JP2542811Y2 (ja) * | 1991-03-15 | 1997-07-30 | 松下電工株式会社 | 採光屋根の構造 |
-
1985
- 1985-10-01 JP JP60216158A patent/JPH0746058B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009000691A1 (de) | 2008-02-08 | 2009-08-27 | DENSO CORPORATION, Kariya-shi | Signalverarbeitungssystem für Strömungsmesser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6279316A (ja) | 1987-04-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |